Tractament de purins

Desenvolupament ramader i impacte actual

Els residus i les conseqüències del seu abocament s’estan convertint en un dels principals problemes del món modern a causa del deteriorament que causen al medi ambient.

La indústria porcina representa una important activitat econòmica a Espanya. D’acord amb les dades del Ministeri d’Agricultura, Alimentació i Medi Ambient, el 2013 hi havia a Espanya més de 25 milions de caps de porcí, el 51% dels quals només entre les comunitats de Catalunya i Aragó.

Aquesta xifra ha anat creixent any rere any en les últimes dècades, proliferant la implantació de granges de tipus industrial al marge de criteris d’ordenació del territori, que han contribuït a l’desequilibri entre ramaderia i agricultura. Aquest fet ha comportat l’aparició de nombrosos problemes de contaminació ambiental.

Les explotacions ramaderes, fonamentalment les de porcs, no són alienes a aquesta problemàtica, ja que allotgen un gran nombre d’animals, i en nombroses ocasions no compten amb terreny suficient per absorbir la gran quantitat de residus, la qual cosa planteja greus problemes en la gestió dels mateixos.

La legislació i els controls són cada vegada més rígids de cara a trobar una solució viable a un problema de greus repercussions mediambientals.

L’Administració, amb la intenció d’aturar els problemes derivats de la sobredosificació de purins a mode d’adob en els sòls, ha desenvolupat un marc legislatiu molt estricte que afecta l’explotació de les granges.

Així, sistemes que tractin els efluents de forma eficient i que a més siguin viables econòmicament són indispensables per a la supervivència de les explotacions actuals així com per a la promoció de noves.

Problemes derivats dels purins

El doble objectiu consisteix a solucionar els problemes plantejats pels residus (olors, problemes d’emmagatzematge, contaminació de cursos d’aigua, aigües freàtiques i sòls), i per una altra banda, aprofitar la càrrega orgànica i fertilitzant que aquests posseeixen per a la utilització en l’agricultura donant una solució a un producte difícilment eliminable.

El procés que es desenvolupa a la granja és la cria intensiva de porcs, generalment en cicles tancats, amb una enorme generació de residus, sòlids i líquids, que contenen un alt poder contaminant cap als sòls, aigües, i aire.

L’ús lògic per a aquests residus és aportar-los al camp com a adob, però davant la gran concentració de granges, i per tant de purins, la quantitat d’excrements resulta excessiva, contaminant sòls, aigües, i emetent a l’atmosfera gran quantitat de gasos generats.

Fins a la data, la majoria de plantes de tractament de purins han consistit en plantes de cogeneració, on es crema gas natural per assecar tèrmicament els purins i, amb la calor residual de combustió, es genera energia elèctrica que es ven i s’injecta a la xarxa. No obstant això, la nova reforma del sector elèctric, que ha reduït substancialment el preu del kWh cogenerat, així com l’augment de preu del gas natural, han fet que aquest mecanisme tècnic-financer no es sostingui econòmicament.

En aquest context, els sistemes en desenvolupament de tractament de purins hauran de ser, a més d’eficients i respectuosos amb el medi ambient, també sostenibles econòmicament sense l’ajuda de bonificacions artificials susceptibles de ser retirades via un canvi legislatiu.

Aquests sistemes de tractament hauran de ser dissenyats d’acord amb el funcionament de les granges intensives, les quals empren com a sistema de neteja l’aigua a pressió per arrossegar les dejeccions. Aquesta tècnica, que facilita la neteja i incrementa les condicions sanitàries de la granja, en contrapartida comporta un elevat consum d’aigua i genera un elevat cabal de purins, que no són més que una barreja líquid-pastosa de defecacions, aigües de rentat i restes de pinso.

La concentració de contaminants dels purins depèn de la mida de la granja, ja que les explotacions més grans fan un ús més intensiu de l’aigua. En general, la càrrega contaminant presenta una elevada variabilitat, ja que depèn del procés productiu (maternitat, destet, porcells, engreix, etc.), de l’alimentació, de l’edat dels animals, etc. Aquests factors fan que sigui imprescindible una correcta caracterització dels efluents.

Tractaments i aplicacions dels purins

Existeixen diferents alternatives de gestió dels purins, des del més senzill (i sovint inviable) fins al més eficient i competitiu, per a això s’empren diferents tecnologies entre les quals destaquen la ultrafiltració, tractaments biològics, tractament físic químic, o l’evaporació.

A continuació, una breu descripció de les diferents alternatives existents:

Aplicació agrícola directa

Aquesta solució només és viable quan el balanç entre agricultura i ramaderia és equilibrat.

Quan l’explotació ramadera és industrial, la generació de residus és molt elevada en proporció a l’extensió de sòl disponible, ja que la normativa fixa la quantitat màxima de purins que es poden dosificar al sòl, per unitat de superfície i any.

Assecat tèrmic directe

Tot i que és una opció tècnicament eficaç, comporta elevats costos d’operació. Fins ara era l’opció habitual a Espanya, ja que les bonificacions a la cogeneració feien viable econòmicament cremar gas natural per assecar els residus i produir energia elèctrica.

Amb la reforma del sector elèctric no és viable econòmicament cremar gas natural per assecar residus.

Compostatge

La fracció sòlida dels purins, barrejada amb fibra de coco i torba, pot ser compostada. El compost obtingut pot ser utilitzat en la restauració ecològica i paisatgística de sòls degradats pel pasturatge, l’agricultura, la recol·lecció de llenya, etc. en els quals s’ha reduït considerablement el contingut en matèria orgànica i, per tant, la seva fertilitat.

No obstant això, només és una sortida a la fracció sòlida i, tot i que la qualitat del compost és bona, el sobrecost que té aquesta alternativa en relació amb altres només és justificable des del punt de vista dels beneficis ambientals.

Tractament biològic aerobi + tractament fisicoquímic

Els purins tenen una relació DBO5/DQO entre 0,2 i 0,4 i un elevat contingut de nitrogen en relació al carboni. Aquests dos factors fan que, tot i que puguin ser tractats mitjançant un procés biològic aerobi amb eliminació de nutrients, els resultats milloren dràsticament si es combina el procés aerobi amb un sistema fisicoquímic.

Malgrat que aquesta opció és eficaç tècnicament, no és la més competitiva econòmicament ni la més senzilla pel que fa a explotació.

Biometanització i evaporació del digestat

Aquesta alternativa és la més interessant pel que fa a sostenibilitat tant econòmica com ambiental.

El contingut de matèria orgànica dels purins no és molt elevat, però si es barregen amb residus orgànics d’origen vegetal o qualsevol altre residu que contingui matèria carbonosa, es poden sotmetre a un procés de digestió anaeròbia o biometanització.

Com a resultat s’obté:

• Una fracció sòlida (fang digerit), estabilitzat i higienitzat, el qual pot ser utilitzat directament com a adob en agricultura.
• Una fracció líquida, el digestat, que mitjançant un procés d’evaporació al buit pot ser concentrat, obtenint per una banda aigua, i per l’altra banda, un residu concentrat que pot ser valoritzat com a fertilitzant.
• Una fracció gasosa, biogàs, que pot ser utilitzat com a combustible en un procés de cogeneració, en el qual es transforma en energia tèrmica i en energia elèctrica.

  L’energia tèrmica es pot aprofitar tant per mantenir el digestor anaerobi operant a la temperatura òptima (36-38 ºC), com per satisfer els requeriments de calor de l’evaporador al buit que tracta el digestat. L’energia elèctrica pot ser autoconsumida tant a l’explotació ramadera com a la planta de tractament de purins, reduint els costos d’explotació de l’activitat.

Així doncs, les granges industrials dedicades al bestiar porcí tenen un problema de desequilibri entre el volum de purins generat i l’extensió de sòl disponible per assimilar-lo. L’exigent normativa obliga que els purins generats siguin gestionats respectuosament amb el medi ambient i per a l’equilibri financer de l’activitat, el sistema de tractament ha de ser competitiu econòmicament.

De les diferents alternatives de gestió existents, la més competitiva econòmicament, així com respectuosa amb el medi ambient és el tractament dels purins mitjançant un procés de biometanització. Com a resultats finals s’obté un sòlid utilitzable com a adob per a agricultura, un residu líquid que pot ser revaloritzat com a fertilitzant, aigua i energia que s’utilitza per reduir els costos d’explotació de l’activitat en la seva globalitat.